Licence de Libre Diffusion des Documents

(1)

Licence de Libre Diffusion des Documents -- LLDD version 1

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(2)

Couplage des alternateurs

(3)

Nécessité du couplage

(4)

Modèle électrique de l’alternateur

U = k.N.

Z

(5)

U = k.N.= 0

Z

Alternateur à l’arrêt, N = 0

(6)

U = k.N.= 0

Z

Alternateur à l’arrêt, N = 0

Fermeture du disjoncteur de couplage

(7)

Z

Alternateur à l’arrêt, N = 0

Fermeture du disjoncteur de couplage

I

(8)

Z

Alternateur à l’arrêt, N = 0

I

(9)

Z

Alternateur à l’arrêt, N = 0

(10)

Nécessité du couplage Nécessité du couplage



Sous peine de faire circuler des courants Sous peine de faire circuler des courants

destructeurs, il faut que l’alternateur soit

en en ''opposition'' avec le réseau. ''opposition'' avec le réseau.

(11)

Quand fermer le disjoncteur de couplage ?

A

₂

(12)

Les sinusoïdes de chaque phase doivent se superposer

(13)

Pour superposer 2 sinusoïdes, Pour superposer 2 sinusoïdes,

il faut : il faut :



Égalité des fréquences. Égalité des fréquences.



Égalité des tensions. Égalité des tensions.



Égalité des phases. Égalité des phases.

(14)

réseau

alternateur

Nécessité de l’égalité des fréquences

(15)

réseau

alternateur

Nécessité de l’égalité des tensions

(16)

I

(17)

réseau

alternateur

Nécessité de l’égalité des phases

(18)

I

(19)

Quand coupler ?

(20)

Feux

Feux ''battants'' ''battants''

évolution des tensions simples

(21)

A₂

(22)

A₂

(23)

A₂

(24)

A₂

(25)

A₂

(26)

A₂

(27)

A₂

(28)

A₂

(29)

A₂

(30)

A₂

(31)

A₂

(32)

A₂

(33)

A₂

(34)

A₂

(35)

A₂

(36)

A₂

(37)

A₂

(38)

A₂

(39)

A₂

(40)

A₂

(41)

A₂

(42)

A₂

(43)

A₂

(44)

A₂

(45)

Feux

Feux ''battants'' ''battants''

évolution des tensions simples

(46)

A₂

(47)

A₂

(48)

A₂

(49)

A₂

(50)

A₂

(51)

A₂

(52)

A₂

(53)

A₂

(54)

A₂

(55)

A₂

(56)

A₂

(57)

A₂

(58)

A₂

(59)

A₂

(60)

A₂

(61)

Régulateur de vitesse Régulateur de vitesse

Pour alternateur ou turbine

(62)

(63)

(64)



(65)

(66)



(67)

Vapeur ou combustible

(68)

(69)

(70)

Modification de la position de l’axe de rotation  Modification de la caractéristique mécanique

(71)

Caractéristique mécanique

(72)

puissance Vitesse de

rotation N₀

P_max N₁

Statisme = N₀ - N₁ ( N₀ + N₁ )/2

(73)

rotation N₀

P_max N₁

Statisme positif : N₀ > N₁

(74)

rotation

N₀

P_max N₁

Pour une position donnée de l’axe de rotation coulisseau/vanne, les variations de puissance demandée à l’alternateur se traduisent par une translation verticale de la caractéristique méca

(75)

(76)

(77)

rotation

N₀

P_max N₁

P

(78)

rotation

N₀

P_max N₁

P

(79)

(80)

rotation

N₀

P_max N₁

Pour une vitesse donnée du diesel ou de la turbine, une variation de hauteur de l’axe de rotation

se traduit par une variation de la pente de la caractéristique méca

(81)

(82)

rotation

N₀

P_max N₁

(83)

(84)

rotation

N₀

P_max N₁

(85)

rotation

N₀

P_max N₁

Statisme négatif : N₀ < N₁

(86)

rotation N₀

P_max N₁

Statisme positif  pente de la droite

(87)

Stabilité du couplage Stabilité du couplage

de deux machines

(88)

rotation

N₀ N

P₁

machine 1

P₂

machine 2

La loi de répartition d’une puissance P

entre les 2 machines est parfaitement déterminée

(89)

N

P P

N₁=N₂

P₁ P₂

(90)

N

P P

N₁=N₂

P’₁ P₂

(91)

N

P P

N’₁ N₂

P’₁ P₂

(92)

N

P P

N’₁ N₂

P₁ P’₂

(93)

N

P P

N’₁ N’₂

P’₁ P’₂

(94)

P₁

N₁ P’₁

N’₁

P’₁<P et N’₁>N₁

or P=Cx2N  P’’₁ car Ccte

(95)

P₁ N₁

(96)

N

P P

N₁=N₂

P₁ P₂

(97)

N

P P

N₁ N₂

P₁ P₂

(98)

P₁ N₁

P’₁<P₁ et N’₁<N₁ P=Cx2N  P’’₁

(99)

N

P P₁ P₂ P

N₁=N₂

P₁+P₂ à vide

statisme < 0  instabilité

(100)

N

P P₁ P₂ P

N₁=N₂ statisme = 0  astabilité

P’₁ P’₂

(101)

Il faut du statisme positif !

(102)

Diagrammes vectoriels de Diagrammes vectoriels de

marche en parallèle

(103)

Alternateur A₁ : E = U + LI₁ Alternateur A₂ : E = U + LI₂

jLI₁

I₁ U₁

E₁

I₂

U₂

jLI₂ E₂

(104)

jLI₁

I₁

U₁ E₁



90°- 



(105)

P=₁

jLI₁

I₁

U₁ E₁



LI₁cos 

LI₁cos  = L

U x UI₁cos  = L

U x P₁

(106)

Q=₁

jLI₁

I₁

U₁ E₁



LI₁sin 

LI₁sin  = L

U x UI₁sin  = L

U x Q₁

(107)

jLI₁

I₁

U₁ E₁



 0

P

P fournie

ALTERNATEUR

(108)

jLI₁ I₁

U₁

E₁



0 P

P absorbée

MOTEUR

(109)

Q fournie par l’alternateur

jLI₁

I₁

U₁ E₁



0 Q

(110)

Q consommée par l’alternateur

jLI₁ I₁

U₁ E₁



0 Q

(111)

Diagramme vectoriel du

couplage d’un alternateur

(112)

Égalisation des puissances actives

(113)

jLI₁

I₁

U₁ E₁



P consommée Q consommée

(114)

I₁

U₁ E₁

Instant après la fermeture du disjoncteur de couplage

(115)

I₁

U₁ E₁

P consommée P/2

(116)

I₁

U₁ E₁

P consommée P/2

Action sur le '‘moins vite''

(117)

I₁

U₁

E₁ P/2

(118)

I₁

U₁

E₁ P/2

(119)

I₁

U₁

E₁ P/2

(120)

I₁

U₁

E₁ P/2

Action sur le '‘plus vite''

(121)

I₁

U₁

E₁ P/2

(122)

I₁

U₁

E₁ P/2

(123)

I₁

U₁

E₁ P/2

(124)

I₁

U₁ E₁

P consommée P/2

Les deux actions '‘plus vite'‘ et '‘moins vite'' doivent être effectuée simultanément

(125)

I₁

U₁

E₁ P/2

(126)

I₁

U₁

E₁ P/2

(127)

I₁

U₁

E₁ P/2

(128)

Égalisation des puissances réactives

(129)

I₁

U₁

E₁ Q = 0

Q fournie Q absorbée

E₂

U₂

(130)

I₁

U₁

E₁ E₂

U₂

Q = 0 On diminue l’excitation de l’alternateur A₁

Simultanément on augmente l’excitation de l’alternateur A₂

Q totale absorbée par l’installation

Q_totale/2

(131)

I₁

U₁

E₁ E₂

U₂

Q_totale/2

(132)

I₁

U₁

E₁ E₂

U₂

Q_totale/2

(133)

I₁

U₁

E₁ E₂

U₂

Q_totale/2

(134)

I₁

U₁

E₁ E₂

U₂

Q_totale/2

(135)

I₁

U₁

E₁ E₂

U₂

Q_totale/2

(136)

I₁

U₁

E₁ E₂

U₂

Q_totale/2

(137)

Mode opératoire du couplage

(138)

Mode opératoire Mode opératoire



Dégrossissage de la vitesse : consigne Dégrossissage de la vitesse : consigne du régulateur de vitesse, contrôle au du régulateur de vitesse, contrôle au

fréquencemètre.



Réglage de l’excitation à vide, contrôle Réglage de l’excitation à vide, contrôle au voltmètre.

au voltmètre.



Vérification déphasage nul, contrôle au Vérification déphasage nul, contrôle au synchronoscope ou aux lampes.

synchronoscope ou aux lampes.

(139)

Mode opératoire Mode opératoire



Couplage à midi moins 10 (synchro) ou Couplage à midi moins 10 (synchro) ou lampes éteintes.

lampes éteintes.

